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从原理了解实验室氮气发生器

更新时间:2023-07-03      点击次数:848
  实验室氮气发生器是一种用于产生高纯度氮气的设备,其原理主要涉及分子筛吸附和压缩空气分离两个方面。主要原理包括分子筛吸附和压缩空气分离。这些原理的应用使得实验室能够方便、经济地获得高纯度的氮气,满足各种实验和应用的需求。
 
  在实验室氮气发生器中,常使用的方法是通过分子筛吸附。分子筛是一种具有孔隙结构的固体材料,可以选择性地吸附大部分氧气分子而排除氮气分子。这种吸附过程基于分子筛内氧气和氮气的相对大小不同,以及分子筛对氧气的亲和力较强。在氮气发生器中,通常会采用两个分子筛装置,一个用于吸附氧气,另一个则进行脱附。
实验室氮气发生器
 
  吸附阶段:首先,将压缩空气引入吸附器中,其中包含了一层分子筛。由于分子筛的特殊结构,氧气分子被吸附到孔隙中,而氮气分子则相对较少被吸附。因此,在吸附阶段,氮气被富集在出口处,而氧气被滞留在吸附器中。
 
  脱附阶段:当一个吸附器饱和后,需要进行再生。这时,通过减压或加热的方式,将吸附器中的压力降低至大气压,并且对其施加适当的热量。这样一来,分子筛内被吸附的氧气分子就会释放出来,然后通过排气排出系统。
 
  除了分子筛吸附原理,实验室氮气发生器还可以采用压缩空气分离的方法。此方法基于不同气体组分的沉降速度不同的原理。通过将压缩空气经过冷却、压缩和过滤等步骤,使得其中的水蒸汽、油污和杂质得到去除。随后,将处理后的气体送入分离柱中,在分离柱内部设置特定结构的填料,利用其中的压力差和组分间的吸附/解吸附特性,将氮气和氧气分离开来。最终,通过调整操作条件和填料的选择,可以达到产生高纯度氮气的目的。